國內首次發佈——大規模光纖光柵感測器陣列飛秒鐳射全自動製備技術

2023年初于廣州舉行的第三屆全國光子技術論壇上,深圳大學王義平教授團隊和深圳市光子傳感技術有限公司在國內首次發佈了大規模光纖光柵感測器陣列飛秒鐳射全自動製備技術、裝備及産品。該技術打破了國外長期以來的技術壁壘,解決了分佈式光纖傳感領域的卡脖子問題,真正實現了大規模光纖光柵感測器陣列的中國製造。

現場發佈的大規模光纖光柵感測器陣列樣品

本次現場發佈的大規模光纖光柵感測器陣列樣品總長10米,每個光纖光柵感測器長度僅為0.5毫米,光柵感測器間距10毫米,共計1000個光纖光柵(照片中光纖上每一個亮點就是一個光纖光柵感測器)。

大規模光纖光柵感測器陣列在油井勘探、周界安防、橋梁大壩、航空航太等分佈式光纖傳感領域具有廣泛應用前景,可以極大地提高DAS、DTS、OFDR等分佈式光纖傳感技術的測量精度、測量距離和空間解析度等關鍵指標,是分佈式光纖傳感技術的“助推器”。然而,該技術長期以來被國外封鎖壟斷,是國內分佈式光纖傳感領域的卡脖子難題。王義平教授團隊歷經十餘年的刻苦攻關,終於取得了突破性進展,成功研發出具有自主智慧財産權的大規模光纖光柵感測器陣列飛秒鐳射全自動製備技術。在發佈會現場,該技術及相關産品得到了光纖傳感領域學術界及工業界同行的廣泛認可和高度讚揚。

大規模光纖光柵感測器陣列飛秒鐳射全自動製備技術發佈會現場

王義平教授團隊研發的大規模光纖光柵感測器陣列飛秒鐳射全自動製備技術,在單芯光纖和多芯光纖中實現了公里級、卷對卷大規模串聯/並聯整合光纖光柵感測器(含弱反射點感測器)陣列的高效率全自動製備,具有帶涂覆層直寫、無須掩模板、無須載氫、無須二次涂覆等優點,並且實現了光纖移動、夾持、放纖、收纖、纖芯對準、鐳射聚焦、曝光等光柵製備過程的全自動程式控制。製備的光纖光柵感測器陣列保留了光纖原有的機械強度(抗拉、抗壓、抗彎等性能),並且具有良好的耐高溫特性和長期穩定性。

大規模光纖光柵陣列飛秒鐳射全自動製備系統

飛秒鐳射全自動製備的大規模光纖光柵感測器陣列的最小柵長小于0.5毫米,最小柵距小于1毫米,最小反射率低於十萬分之一,最大光柵數量大於10000個,反射波長差異小于< ± 1奈米,反射強度波動小于± 3 dB。光柵波長、光柵反射率、光柵間距、光柵數量等參數均可根據用戶實際需求訂制。經實際測試,大規模光纖光柵感測器陣列反射譜圖具有良好的一致性。

大規模光纖光柵感測器陣列反射譜圖

深圳大學王義平教授團隊與深圳市光子傳感技術有限公司長期在大規模光纖光柵感測器陣列飛秒鐳射全自動製備技術方面開展深入的産學研合作。共同研發和生産的大規模光纖光柵感測器陣列産品已經實現批量供貨,並銷往國內多家大型高科技企業和科研院所,成功服務於航空航太、核反應爐、油井勘探、海洋安全等國家重大戰略需求領域,有助於推動分佈式光纖傳感技術更廣泛、更高水準的産業化應用。

深圳大學王義平教授團隊和深圳市光子傳感技術有限公司團隊代表